环保设备原理与设计习题及答案

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环保设备原理与设计习题

第一章思考题与习题

1.已知设计人口数为230000，最大设计流量200L/s，最小设计流量100L/s，每2日除砂一次，每人每日沉砂量为0.02L，超高取0.3m。试设计平流式沉砂池，并对所选用排砂装置的结构与功能进行简单描述。

2.机械格栅除污机有哪些类型？试至少列举其中4种类型，对其结构和工作原理进行阐述。

3.试计算直径d为70?m，密度?p为3000kg/m3的固体颗粒，分别在20℃的空气和水中的自由沉降速度。

4.沉淀池有哪几种类型？试述各自构造特点及适用条件。

5.某生活污水悬浮物浓度300mg/L要求去除率65%时的?0=0.25mm/s、污水流量为2000m3d，试分别设计平流式、竖流式、辐流式沉淀池，并画出设计草图，标注尺寸。6.某城市污水处理厂最大设计流量Qmax=0.2m3/s，悬浮物浓度SS=200mg/L，要求处理后悬浮物去除率为75%。试验沉淀曲线如下图所示，试设计一平流式沉淀池。

7.一城市小区的设计人口N=100000人，污水厂最大设计流量Qmax=0.2m3/s，无污水沉淀试验数据，试设计竖流式初次沉淀池。

8.某工厂污水处理工程用气浮池水工艺代替二次沉淀池，设计流量Q=2500m3d，经气浮试验取得如下设计参数：溶气水采用净化后处理水进行部分回流，回流比为0.5，气浮池内接触时间为5min，溶气罐内停留时间为3min；溶气罐压力为0.4MPa；气固比为0.02；温度为35℃，试设计加压溶气浮系统设备并画出溶气罐及气浮池的设计草图，标明尺寸。

9.气浮设备主要有哪几种类型，试比较其优缺点及使用范围。加压溶气气浮设备中溶气释放器的作用如何？有哪些类型的溶气释放器？

10.试阐述Edur气浮、涡凹气浮以及超效浅层气浮的作用机理和技术关键是什么？11.试述加压溶气气浮设备的调试程序及运行管理的工作内容？

12.试设计日处理4000m3的普通快滤池，并画出普通过滤池的设计草图，标明尺寸。

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13.试阐述重力无阀滤池和压力过滤器的工作过程，各有何优缺点？

14.何为离心因数，其影响因素有哪些？离心分开设备可以分为几大类？为何转鼓的应力分析在离心机设计中必不可少？

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第四章思考题与习题

1.某废水计划用曝气生物滤池进行生化处理。设计水量为450m/h，BOD5为200mg/L，初沉池BOD5去除率为30%。根据试验：(1)曝气池污泥负荷为0.4kg/(kg·d)；(2)MLSS为4000mg/L；(3)回流比为5；(4)沉淀时间为1.5h，沉淀区上升流速为0.3mm/s。计算曝气池的主要尺寸。

2.某城市计划新建一座以活性污泥法二级处理为主体的污水处理厂，日污水量为10000m，进入曝气池的BOD5为300mg/L时变化系数为1.5，要求处理后出水的BOD5为20mg/L，试设计活性污泥处理系统中的曝气池及曝气系统。

3.已知叶轮直径Φ3000mm，叶轮外缘线速度5m/s，池型为矩形，内壁无挡板。试设计倒伞形叶轮曝气机。

4.欲用生物转盘法处理某种工业废水，废水量Q=100m/d，浓度La=200mg/L(BOD)，根据小试验测生物转盘水量负荷Nw=0.10～0.20m3/(m2?d)，有机负荷NF=0.022kgBOD/(m2?d)，要求BOD5去除效率达80%，试对该生物转盘进行设计。

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第六章思考题与习题

1.采用重力沉降室回收常压炉气中所含的球形固体颗粒。沉降室底面积为12m2，宽和高均为2m。操作条件下，气体的密度为0.75kg/m3，黏度为2.6×10?5Pa·s，固体的密度为3000kg/m3，沉降室的处理能力为3m3/s。试求：(1)理论上能完全捕集的最小颗粒直径；(2)粒径为40μm时的除尘效率；(3)若能完全回收粒径为8μm的颗粒，在原来沉降室内需要设置几层水平隔板。

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第七章思考题与习题

1.吸收设备的主要类型有哪些？各有哪些特点？如何选用？2.填料的类型有哪些？填料的装填方式有哪几种？3.填料塔的附件有哪些？各有何种类型？4.填料塔的基本操作内容是什么？

5.吸附设备有哪些类型？各有什么特点？吸附剂如何选择？

6.冷凝设备有哪些？各有什么特点？冷凝设备的运行与维护包括哪些内容？

7.催化净化的机理是什么？固定床催化反应器的类型有哪些？催化净化的装置在应用中应注意哪些问题？

8.除尘脱硫一体化设备有哪几种？各有什么特点？

9.空气中含SO22%(摩尔分数)，用清水洗涤以除去其中的SO2。吸收塔的操作压力为

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101.3kPa，温度为20℃；操作条件下的气体流量为1500m/h，气体密度为1.235kg/m，清水

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流量为32000kg/h，分别计算采用25mm陶瓷拉西环(填料因子为450m)时填料塔的内径和每米填料层的压力降。(注：液体密度校正系数Ф=1)。

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10.某厂用活性炭吸附废气中的CCl4，气量为1000m/h，浓度为4～5g/m，活性炭直径为3mm，空隙率为0.33-0.43，空塔气速为20m/min，并在20℃和1个大气压下操作，通过试验测得K=2143m/min，?0=95min，试求穿透时间?B=48h的床层高度及压力降。

11.某化工厂硝酸车间的尾气量为12400m/h，尾气中含NOx为0.26%，N2为94.7%，H2O为1.554%。选用氨催化还原法，催化剂为5mm直径的球粒，反应器入口温度为493K，空间

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速度为18000h，反应温度为533K，空气速度为1.52m/s。求：催化剂床层的体积、高度以

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及床层阻力。(废气近似以N2计，533K时黏度为2.78×10Pa?s)，密度为1.25kg/m，床层孔隙率为0.92)。

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第九章思考题与习题

1.一质点振动系统的固有频率f0已知，但质量M和刚度K未知，现在质量块上附加一质量为m的质量块，并测得新的振动系统的固有频率为f?0，求系统的质量M和

刚度K。2.一质量为M的质量块与两个刚度分别为K1和K2的弹簧构成振动系统，如右题图2所示，求该系统的固有频率。

3.已知空气中的声速为340m/s，可听声的频率范围为20～20kHz，试求出500Hz、1000Hz、5000Hz的声波的波长。

4.声压分别为2.75Pa、0.25Pa、0.05和2.5×105的声音的声压级各为多少分贝？

题图2

5.四个声音各逍遥空间某以位置处的声压级为60dB、80dB、50dB和75dB，求该点的总声压级。

6.为考核某发电机房8h的等效A声级，在8h内按等时间间隔测量A声级，共测得96个数据。经统计，A声级在85dB段(包括83～87)的共16次，在90dB段(包括88～92)的共12次，在95dB段(包括93～97)的共32次，其余在100dB段(包括98～102)，试求该发电机房8h的等效连续A声级。

7.某车间内设备的噪声特性在500Hz附近出现一峰值，现使用4mm厚的三夹板作穿孔板共振吸声结构，空腔厚度允许由100mm，试设计结构的其他参数(穿孔按三角形排列)。8.某房间大小为6×7×3m3，墙壁、天花板和地板在1000Hz的吸声系数分别为0.06、0.07、0.07，若在天花板上安装1000Hz的吸声系数为0.8的吸声贴面天花板，求该频段在吸声处理前后的混响时间及处理后的吸声降噪量。

9.某隔声间有一面积为20m2的墙与噪声源相隔，该墙的透射系数为10-5，在该墙上有一面积为2m2的门，其透射系数为10-3，在该墙上还有一面积为3m2的窗户，透射系数也0.5×10-3，求该组合墙的隔声量。

10.为隔离强噪声源，某车间用一道隔墙将车间分成两部分，墙上装一3mm后的普通玻璃窗，面积占整个墙体的1/4，设墙体的隔声量为45dB，玻璃窗的隔声量为22dB，求该组合墙的隔声量。

11.一长为1m外形直径为380mm的直管式阻性消声器，内壁吸声层采用厚为100mm、容重为20kg/m3的超细玻璃面。试确定频率大于250Hz的消声量。

12.某声源排气噪声在125Hz有一峰值，排气管直径为100mm，长度2m，试设计一单腔扩张室消声器，要求在125Hz上有13dB的消声量。

13.一台风机安装在一厚钢板上，假使在钢板的下面垫4个钢弹簧，已知弹簧的静态压缩量为x=1cm，风机转速为900r/min，弹簧的阻尼略去不计，试求隔振比和传递率。14.有一台转速为1600r/min的机器，在未作隔振处理前测得基础上的在机器固有频率处的力振级为80dB，为使机器在该频率的力振级降低20dB，问需要选取静态压缩量为多少的钢弹簧隔振器才能满足要求(阻尼比ζ=0)。

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第九章思考题与习题

1.一质点振动系统的固有频率f0已知，但质量M和刚度K未知，现在质量块上附加一质量为m的质量块，并测得新的振动系统的固有频率为f?0，求系统的质量M和

刚度K。2.一质量为M的质量块与两个刚度分别为K1和K2的弹簧构成振动系统，如右题图2所示，求该系统的固有频率。

3.已知空气中的声速为340m/s，可听声的频率范围为20～20kHz，试求出500Hz、1000Hz、5000Hz的声波的波长。

4.声压分别为2.75Pa、0.25Pa、0.05和2.5×105的声音的声压级各为多少分贝？

题图2

5.四个声音各逍遥空间某以位置处的声压级为60dB、80dB、50dB和75dB，求该点的总声压级。

6.为考核某发电机房8h的等效A声级，在8h内按等时间间隔测量A声级，共测得96个数据。经统计，A声级在85dB段(包括83～87)的共16次，在90dB段(包括88～92)的共12次，在95dB段(包括93～97)的共32次，其余在100dB段(包括98～102)，试求该发电机房8h的等效连续A声级。

7.某车间内设备的噪声特性在500Hz附近出现一峰值，现使用4mm厚的三夹板作穿孔板共振吸声结构，空腔厚度允许由100mm，试设计结构的其他参数(穿孔按三角形排列)。8.某房间大小为6×7×3m3，墙壁、天花板和地板在1000Hz的吸声系数分别为0.06、0.07、0.07，若在天花板上安装1000Hz的吸声系数为0.8的吸声贴面天花板，求该频段在吸声处理前后的混响时间及处理后的吸声降噪量。

9.某隔声间有一面积为20m2的墙与噪声源相隔，该墙的透射系数为10-5，在该墙上有一面积为2m2的门，其透射系数为10-3，在该墙上还有一面积为3m2的窗户，透射系数也0.5×10-3，求该组合墙的隔声量。

10.为隔离强噪声源，某车间用一道隔墙将车间分成两部分，墙上装一3mm后的普通玻璃窗，面积占整个墙体的1/4，设墙体的隔声量为45dB，玻璃窗的隔声量为22dB，求该组合墙的隔声量。

11.一长为1m外形直径为380mm的直管式阻性消声器，内壁吸声层采用厚为100mm、容重为20kg/m3的超细玻璃面。试确定频率大于250Hz的消声量。

12.某声源排气噪声在125Hz有一峰值，排气管直径为100mm，长度2m，试设计一单腔扩张室消声器